塔中奥陶系硫化氢成因及寒武系油气探勘潜力

塔里木盆地塔中地区经多次构造抬升、风化剥蚀,存在多套烃源岩,多期生烃,从下寒武统到上奥陶统均含有油气或沥青,且含有大量H_2S。H_2S分布不受温度或埋深控制,既可随甲烷等天然气一起运移,也可以水溶相态流动,还可由储集H_2S的油气藏本身形成。为明确奥陶系储层H_2S成因及分布规律,追踪古油气藏分布,探寻寒武系油气资源潜力,从区域油气成藏和演化入手,分析现今流体和古流体化学组成及演变,总结烃类与硫酸盐之间反应(TSR)的控制因素。利用岩心薄片鉴定及野外剖面露头,分析寒武系白云岩储层孔隙类型及成因。研究表明,奥陶系内H_2S为原地TSR成因,在上寒武统—下奥陶统内产生,含量高低与埋深或地温没有直接关系,同时受控于走滑断裂注入的寒武系高矿化度、富镁地层水和油气影响。寒武系储层深埋溶蚀孔隙发育,孔隙度普遍为10%左右,具储集油气潜力。因此,预测走滑断层下切的寒武系发育油气藏,这些油气藏中的硫化氢在喜山期并未运移到奥陶系中,仍保存良好。     

塔中地区热化学硫酸盐还原作用对深埋白云岩储层的改造

塔里木盆地塔中地区深埋碳酸盐岩储层显示出极强的非均质性。如灰岩地层孔隙度极低,而含酸性气藏的白云岩储层最大孔隙度高达27%。然而,造成这些现象的原因仍然不清楚。通过岩芯、薄片、扫描电镜观察,结合流体包裹体均一温度、盐度分析,方解石、白云石的碳氧同位素测定,试图解决这一问题。前人研究认为,塔中地区碳酸盐岩优质储层分布主要受控于原始沉积条件（如高能的礁滩相）和表生溶蚀,热液活动和断裂活动也起到重要作用。然而,多期流体活动和成岩作用导致大量同生期和表生期形成的溶蚀孔洞被破坏。在某些井区（如ZG9井和TZ75井）,埋藏溶蚀作用可能对优质储层形成起到重要作用。在寒武系和奥陶系岩芯中发现了大量硬石膏、重晶石、黄铁矿、沥青、方解石等,方解石交代硫酸盐,方解石具有较高的均一温度及较低的碳同位素值说明其形成与热化学硫酸盐还原作用（TSR）有关。在发生TSR的白云岩井段,储层物性较好,说明TSR可能对深埋储层的改善具有促进作用。这些认识有助于指导深层寒武系碳酸盐岩储层的进一步勘探。     

四川盆地H2S的硫同位素组成及其成因探讨

四川盆地天然气绝大部分含有硫化氢,部分含量高达15%以上。其中高含硫化氢天然气主要分布在三叠系飞仙关组、雷口坡组和嘉陵江组;震旦系、石炭系、二叠系属于低含硫化氢,上三叠统须家河组和侏罗系属于微含硫化氢或不含硫化氢天然气藏。研究表明,三叠系飞仙关组、雷口坡组和嘉陵江组、震旦系、石炭系储层中发育的膏质岩类为TSR形成硫化氢提供了物质基础;富含有机硫源岩的高温裂解是二叠系低含硫化氢天然气的主要成因。硫同位素组成表明,高含硫化氢天然气的硫同位素比储层硫酸盐硫同位素δ34S亏损7‰～11‰;而低含硫化氢天然气硫同位素分布区间较宽,在0‰～20‰之间,大部分比同期硫酸盐的硫同位素轻15‰左右。四川盆地三叠系膏岩的硫同位素值分布较宽,并呈现阶梯状变化,而硫化氢的硫同位素则呈现出相似的分布规律,表明各气层硫化氢中的硫来自于本层系的硫酸盐,即TSR发生在各自的储集层中;另外四川盆地三叠系TSR发生时各气藏的温度条件相近,即各气藏的硫化氢在大致相同的温度条件下发生;同时也说明TSR过程中硫同位素的分馏过程与硫酸盐本身硫同位素数值的高低无关,而与TSR反应的温度条件和反应程度有关。还建立了运用硫化氢的硫同位素和含量判识硫化氢成因类型的模式。     

滇西保山地块金厂河铁铜铅锌多金属矿床成矿机制——基于流体包裹体和硫、铅同位素证据

滇西金厂河铁铜铅锌多金属矿床位于保山地块北部，是西南"三江"成矿带内已知的大中型矽卡岩型矿床之一，具较高的经济价值及重要科研意义。文章在详细野外地质调查和岩相学观察基础上，对不同成矿阶段、特别是含子矿物的流体包裹体进行了研究，同时结合金厂河矿床S、Pb同位素特征，综合分析金厂河矿床成矿流体和物质的来源与演化，探讨矿床的形成机制。对石英内流体包裹体的研究表明，退化蚀变阶段均一温度为165~335℃，盐度w（NaCl_eq）为1.1%~9.0%；石英硫化物阶段均一温度为151~266℃，WL型包体盐度w（NaCl_eq）为1.9%~18.9%，S型包体盐度w（NaCl_eq）为31.9%~33.5%；碳酸盐阶段均一温度为148~250℃，盐度w（NaCl_eq）为2.6%~9.9%，各阶段均一温度依次降低，盐度先升高，再降低。拉曼光谱分析显示，流体成分为H₂O和极少量N₂，新发现了子矿物斑铜矿（Cu₅FeS₄），流体属H₂O-NaCl体系。S、Pb同位素特征对比研究表明，金厂河矿床各成矿阶段内硫同位素分馏已达平衡状态，矿石硫化物的δ³⁴S值能代表成矿流体的S同位素组成，用来限定其氧化-还原环境，δ³⁴S值为+2.5‰~+11.1‰、均值+5.65‰，硫源为深部幔源岩浆硫和地层硫构成的混合硫；Pb同位素硫化物组成显示，富铀铅、略亏损钍铅，铅源以上地壳铅为主，另含有少量深部壳源乃至幔源岩浆铅，属造山带铅特征，且与S同位素研究成果基本一致。综合研究认为，成矿系统氧化-还原环境的变化及流体沸腾作用的发生是主要的成矿机制。     

TSR对深部碳酸盐岩储层的溶蚀改造——四川盆地深部碳酸盐岩优质储层形成的重要方式

四川盆地海相层系发现的大气藏部含或高舍硫化氢,都发育一定厚度的优质储层,而且优质储层与硫化氢分布具有密切的关系,即气藏硫化氢含量越高,储层性质越好,气藏产能也越大。研究发现,在 TSR(硫酸盐热化学还原反应)过程中,随着膏质岩类的溶解(为 TSR 反应提供 SO_4~(2-)),使储集孔隙初步得到改善;而 TSR 产生的硫化氢溶于水形成的氢硫酸,具有强烈腐蚀性,加速了储层中白云岩的溶蚀,形成孔隙极其发育的海绵状孔洞体系,并呈层状分布。电镜下可以清晰看到白云石晶面的溶蚀坑及溶孔中 TSR 产生的硫磺晶体。溶孔中自生碳酸盐的碳同位素在-10.3‰～18.2‰,而地层碳酸盐的碳同位素在 3.7‰～ 0.9‰,证实了 TSR 过程中有机-无机的相互作用,即有机成因烃类中的碳转移到次生碳酸盐岩中。包裹体分析表明,次生方解石中的包体富含硫化氢,且均一温度多数在160℃以上,具备 TSR 发生的温度条件;硫化氢和硫磺的硫同位素比地层硫酸盐的硫同位素偏轻8‰左右,是 TSR 作用的证据。因此高含硫化氢气藏的优质储层是在早期埋藏溶蚀作用的基础上,后期发生 TSR 及其形成的酸性流体对深埋碳酸盐岩储层再次进行深刻改造和强烈溶蚀作用的结果;同时可以运用硫化氢来预测碳酸盐岩优质储层的分布。     

塔里木盆地玉北地区奥陶系储层成因研究

玉北地区奥陶系碳酸盐岩经历了加里东期和海西期构造作用的改造,东部断褶带和西部斜坡区断层发育,中部平台区断层不发育,导致勘探目的层鹰山组上部与鹰山组下部和蓬莱坝组储层发育特征的不同。鹰山组上部的储层主要受控于加里东期构造活动所造成的地层抬升暴露剥蚀,形成了以大气淡水溶蚀为主的储集空间类型;而鹰山组下部和蓬莱坝组储层则主要受到埋藏白云石化作用、硅化作用以及伴随着断层的形成而发育的裂缝和热液的改造作用的控制。氧碳同位素和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值的分布特征也进一步证明了两种不同储层类型的主控因素。鹰山组上部洞穴中方解石的氧碳同位素值（δ¹⁸O_VPDB：-12～-4‰VPDB,δ¹³C：-3～1‰VPDB）比海水沉淀的方解石（δ¹⁸O_VPDB：-9.5～-7.5‰VPDB,δ¹³C：-1.5～0.5‰VPDB）在数值上明显偏负,说明洞穴中充填的方解石属于淡水成因。在鹰山组下部和蓬莱坝组白云岩储层中发育的鞍形白云石具有较低的氧同位素值（δ¹⁸O_VPDB：-10.7～-5.9‰VPDB）和高于海水的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值（均大于0.7094）,因而被解释为热液成因,进一步说明这些地层中的溶蚀孔洞可能与热液改造有关。     

川东北飞仙关组甲烷为主的TSR及其同位素分馏作用

川东北开江-梁平陆棚东北侧飞仙关组多孔鲕粒白云岩中发生了以甲烷为主的热化学硫酸盐还原作用(TSR),产生高达20%的H₂S;而西南侧鲕粒灰岩以低孔、低H₂S天然气为特征。东北侧白云岩主要发育白云石粒间溶孔或粒间扩大溶孔,这些溶孔可与方解石(δ¹³C=-10‰~-19‰)、储层沥青、元素硫、黄铁矿和石英紧密共生,可分布于片状储层沥青与白云石晶体之间,说明白云石溶解作用发生在沥青形成以后。白云石的溶解作用导致现今天然气以无机CO₂为主,δ¹³C_CO2主要介于-2‰~+2‰之间。这种溶解作用是在酸性条件下,硬石膏或天青石参与下发生的,可能先产生MgSO₄配对离子,而后MgSO₄又与甲烷反应产生H₂S,净增大了孔隙。研究还发现,普光气田及以东天然气的来源不同于河坝和元坝天然气;对普光气田及以东天然气分析显示,甲烷δ¹³C值与残余烃含量 之间存在对数相关关系。这表明TSR过程中,甲烷同位素分馏作用遵从封闭体系下瑞利分馏原理。据此计算显示,渡4井约有15%甲烷被氧化了。     

塔里木盆地塔中礁滩体大油气田成藏条件与成藏机制研究

中国海相碳酸盐岩油气勘探近年来进展很快,发现了一批大型油气田。塔中地区是塔里木盆地的重点勘探区和富油气区,奥陶系蕴藏了丰富的油气资源。奥陶系良里塔格组受塔中I号坡折带的控制发育陆棚边缘礁滩体,储层性质为低孔-特低孔、低渗灰岩储层,埋深在4500~6500m。储层的形成和分布受早期高能沉积相带、溶蚀作用和断裂作用等因素的控制,有效储层的空间展布控制了油气的分布与大面积成藏。油源对比认为,塔中良里塔格组礁滩体油气藏的原油主要来自于中上奥陶统烃源岩,并混有寒武系烃源岩成因的原油;天然气主要来自于寒武系油裂解气,沿塔中I号坡折带断裂向内充注。成藏过程分析表明,塔中地区曾存在三期主要成藏期,第一期为加里东晚期成藏,油气来自于寒武系-下奥陶统烃源岩,但早海西期的构造运动,对该期油气破坏严重,造成大范围油藏破坏。第二期成藏期是晚海西期,也是塔中地区最重要的油气充成藏期,油气来自于中上奥陶统烃源岩。第三期成藏期是晚喜山期,受库车前陆冲断影响,台盆区快速沉降,埋深急速增大,寒武系原油裂解气形成,沿深部断裂向浅部奥陶系充注,对油藏进行气洗改造,从而形成大面积分布的凝析气藏。     

云南哀牢山老王寨大型造山型金矿成矿流体地球化学

云南哀牢山金矿带是我国最重要的喜马拉雅期金矿带,而老王寨是其中最大的金矿。流体包裹体研究显示:老王寨金矿含金石英脉中流体包裹体类型主要为NaCl-H₂O型和CO₂-H₂O型,其均一温度为102~302℃, 峰值为160~180℃;流体盐度范围变化较大,介于2.5%~12.9% NaCleqv之间,峰值为6.0%~7.5% NaCleqv,显示老王寨成矿流体具有中低盐度和中低温度的特征。 氢氧同位素测定显示成矿流体δD_H2O=-115‰~-90‰,δ¹⁸O_H2O=5.2‰~6.8‰,显示其组成主要为岩浆水,可能与有机沉积物发生过同位素交换。流体包裹体碳同位素组成(δ¹³C为-6.5‰~-3.9‰)基本落在幔源碳变化范围之内,说明其中CO₂可能来自地壳深部,甚至上地幔。综合成矿地质特征和成矿流体的证据,提出老王寨金矿为喜马拉雅期造山型金矿。     

塔里木盆地塔中I号断裂带西缘奥陶系油气成藏与主控因素研究

塔中低凸起是塔里木盆地油气资源最丰富的地区之一,而塔中I号断裂带西缘也在多个层系中见到了不同程度的油气显示,并在上奥陶统良里塔格组获得了高产工业油气流,在下奥陶统鹰山组获得了低产油气流.本文通过油源对比、油气水物性对比、包裹体均一温度分析等方法并结合前人的研究成果,探讨了塔中I号断裂带西缘塔中86井区-塔中45井区奥陶系的油气成藏过程,认为该区奥陶系有过三期油气充注,即晚加里东期、晚海西期和燕山期-喜马拉雅期.晚加里东期的油气来自于寒武系-下奥陶统烃源岩,晚海西期的油气来自于中-上奥陶统烃源岩,两期油气均自塔中88井沿碳酸盐岩岩溶储层侧向运移而来;燕山期-喜马拉雅期主要以天然气为主,成因复杂.另外,认为该区油气富集的主控因素主要有3点:多源多期油气充注、优质的碳酸盐岩岩溶储层及各种成藏要素的优质配置.     

岩石坚硬程度对核电厂地基-基础地震响应特征的影响分析

考虑核电厂地基-基础的动力相互作用,应用显式动力有限差分法分析了地震作用下极软岩、较软岩、坚硬岩上核电厂建筑结构基础的地震响应特征,比较了岩石坚硬程度对基础加速度反应谱的影响。研究表明：随着岩石坚硬程度的提高,核电厂建筑物结构基础的地震响应有增加的趋势;在周期轴上,基础处的加速度反应谱曲线会随着岩石坚硬程度的提高逐渐向短周期（高频段）方向移动。在高频段,建造于较坚硬岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在中等频段,建造于较软岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在低频段,岩石坚硬程度对加速度反应谱的影响不显著。     

Strains of scattering of near-field of a point source

Three dimensional scattering of near-field is studied for dilatation and rotation in the time domain. The perturbation method is applied to solve the equation of motion for the first order scattering from a weak inhomogeneity in an otherwise homogeneous medium. The inhomogeneity is assumed close enough to the point source so that the near-field intermediate wave is dominating over the far-field sphericalP andS pulses. The integral expressions are derived to relate dilatation and rotation of scattering to the radial fluctuations of velocities and density in the inhomogeneity. These integrals are solved to calculate the strains of scattering from (a part of) an inhomogeneous spherical shell of arbitrary curvature. Variable curvature may allow the shape of inhomogeneity volume element to change uniformly from spherical to rectangular. Rotation of scattering from a spherical shell is independent ofP wave velocity inhomogeneity. Dilatation of scattering does not involveS wave velocity inhomogeneity but its gradient. The back scattering results are obtained as a special case. Strains are computed numerically, for hypothetical models to study the effects of various parameters viz., velocity inhomogeneity, distance of source from inhomogeneity and from receiver, and thickness of inhomogeneity. The curvature of the spherical shell is varied to study the effects of the shape of inhomogeneous volume element on scattering.     

土石坝心墙水力劈裂分析

简要分析了水力劈裂的发生条件、力学机理。基于水压楔劈机理,利用有限元方法建立了一种水力劈裂的发生判定方法。该方法假定心墙预先存在局部渗透弱面（裂缝）,通过将裂缝位置的单元材料改为裂缝软材料,考虑库水进入裂缝后对裂缝周围土体的作用,建立水力劈裂分析的平面有限元模型,确定裂缝端部垂直于裂缝面的正应力,进而依据该正应力判断水力劈裂发生的可能性,该方法同时可模拟水力劈裂的发展过程。     

Geochemistry of Thermal Waters of Continental Margin of Far East of Russia

Studied waters belong to warm(T=30-50℃),alkaline(pH=8.9-9.3),low mineralized(TDS235 mg/1)Na-HCO_3 or Na-SO_4-HCO_3 thermal waters with high content of SiO_2(up to 81 mg/l)and F(up to 3.9 mg/1),occur on modern volcano-tectonic rejuvenated areas of Eastern Sikhote-Alin orogenic belt.Low~3He concentration as well as N_2/O_2 and N_2/Ar ratios exclude influence of deep mantle fluid.New rare earth element data constrain our understandmg of water-rock interaction occurring in the water source region.Meteoric origin of waters is proved by stable isotope values varying from-71‰to-136.1‰and from-10.8‰to-18.8‰forδ~2U andδ~(18)O respectively.REE patterns reflect high pH,resultfing from water-rock interaction and oxidative conditions.Calculations of deep aquifer temperature using Na-K and quartz geothermometers show 116.8-131.1°C and 82.2-125.8℃respectively.Presence of deep faults both with abnormal thermal gradient(~45-50 K/km)define unique geochemical shape of thermal waters of Sikhote-Alin,area,where no present volcanic activity is registered.     

土钉支护失稳分析

某基坑采用复合土钉墙支护,开挖至坑底后,基坑北侧发生失稳事故。本文就其事故发生原因作一探讨。     

地震次生地质灾害风险评估集对态势分析

5．12四川汶川8级强震引发了大量次生地质灾害,加剧了灾情并严重影响抗震救灾。地震次生地质灾害受多重因素制约,其孕育与致灾过程具有不确定性。利用集对分析原理与方法,对地震次生地质灾害进行同异反态势分析,拟定了风险评估的集对分析同一度、差异度、对立度等指标体系的构建原则与赋值标准,对承灾体系统的不确定性及其作用作了刻画与分析,建立了不同风险分区代表性的集对分析联系度表达式,为地震灾害研究提供了可资借鉴的新思路和技术方法。     

下扬子区三叠纪古地理演化

下扬子区在三叠纪期间接受了早-中三叠世海相碳酸盐沉积、中-晚三叠世海陆交互相和陆相湖沼沉积.沉积相带的空间分布和古地理格局的变迁明显地受到区域构造的控制.区内盆地发育与演化是在华南板块与扬子板块、扬子板块与华北板块相互作用的背景下进行的.早-中三叠世末期的印支运动是下扬子区构造-古地理格局改变的决定性因素,使下扬子海盆闭合,沉积类型由海相沉积变为陆相沉积.下扬子区三叠纪古地理的演化特征也为板块碰撞提供了沉积证据.     

多年冻土融沉性分类研究

在冻土工程中,冻土的融沉性评价是工程地质勘察的主要内容之一,融沉性分类是冻土地基基础设计施工的重要依据．根据345个冻土原状样品融沉压缩试验数据,提出了细砾、砂土、粉土、黏性土、泥炭化黏性土和泥炭质土等6类土的融沉系数一含水量或融沉系数一超塑含水量线性回归方程式,得到与各融沉性分级相应的界限含水量或界限超塑含水量．最后...     

Kinetics of dehydration of Ca-montmorillonite

Isothermal thermogravimetric experiments have been carried out to determine the reaction kinetics of the dehydration processes in fuller's earth, a natural Ca-montmorillonite. Dehydration in swelling clays is a complex reaction, and analysis of the thermogravimetric data using empirical rate equations and time-transformation analysis reveals that the nature of the rate controlling mechanism is dependent upon both the temperature regime of the sample as well as the extent of reaction. For fuller's earth, we find that the dehydration kinetics are dominated by a nucleation and growth mechanism at low temperatures and fractions transformed (stage I), but above 90 °C the last stages of the reaction are diffusion controlled (stage II). The activation energy for dehydration during stage I is around 35 kJ · mol⁻¹, whereas the removal of water during stage II requires an activation energy of around 50 kJ · mol⁻¹. These two stages of dehydration are associated with primary collapse of the interlayer (stage I) and movement of water that is hydrated to cations within the interlayer (stage II). Received: 28 August 1998 / Revised, accepted: 27 January 1999